Серебристые облака и их наблюдение

Понятно, что такая нагрузка не под силу одному наблюдателю. Чтобы успешно работать, наблюдатель должен быть бодрым, а для этого надо хорошо высыпаться. Поэтому фотометрические наблюдения должны производиться двумя группами наблюдателей. Группа № 1 («совы») наблюдает с вечера до утра (или до исчезновения серебристых облаков), после чего ложится спать. Группа № 2 («жаворонки») ведет наблюдения атмосферной прозрачности днем до вечера, а затем идет спать до восхода Солнца, после чего проводит второй цикл наблюдений прозрачности — от восхода Солнца до полудня (можно закончить его и раньше). Чтобы каждый смог понаблюдать серебристые облака, «совы» и «жаворонки» через сутки могут меняться ролями.

Рассмотрим теперь порядок обработки полученного ряда наблюдений. Все засветки проверяем на микрофотометре и выражаем в системе единиц калибровочной шкалы. Не следует забывать, что каждая пленка с засветками от стандартизационной насадки должна быть прокалибрована, т. е. в нее следует с ночью впечатать изображения калибровочного фонаря. Если есть трубчатый фотометр, можно прокалибровать пленку и днем, используя Солнце в качестве осветителя. Поскольку и здесь время экспозиции должно быть равно 20 секундам, внешние отверстия фотомера следует прикрыть толстым молочным стеклом. Если применяются два разных калибровочных устройства, их шкалы надо привязать друг к другу по засветкам на одной и той же пленке обеих шкал.

Возьмем теперь формулу (53), подставим в нее  из формулы (52) и прологарифмируем. Вместо ⁰ для краткости будем писать E₀. Получим

Нанесем теперь все точки на график, откладывая но оси абсцисс значении М(z), а по оси ординат — значения (lg E_u — С), где

Большинство точек для z =< 75° на прямую (рис. 49), тангенс угла которой к оси абсцисс будет равен lg p. проведя эту прямую до пересечения с осью ординат, найдем на ней значение С, а по формуле (58) lg E₀.

Рис. 49. Бугеровский график.

Для того, чтобы определить и нанести на график значения М(z), нужно будет вычислить значение расстояния Солнца для всех моментов наблюдений. Это делается по известной формуле

где ω — широта места, δ — склонение Солнца, t — его часовой угол; значение t в градусах равно

t = 15∙(T — T₀), (60)

где Т — момент наблюдения в часах, Т₀ — момент истинного полудня (верхней кульминации Солнца). Этот момент в свою очередь равен

T₀

= 12^ч + (λ₀ — λ) + η, (61)

где λ — долгота места в единицах времени, λ₀ — долгота центрального меридиана пояса, по которому ведется счет времени в месте наблюдении, η — поправка на приведение среднего времени к истинному, равная уравнению времени, которое приводится в таблицах эфемерид Солнца в «Астрономическом календаре» на каждый год. Из тех же таблиц берем и δ. Значение λ₀ берем, исходя из следующих соображений. Поскольку период наблюдений серебристых облаков приходится на период действия в нашей стране летнего времени, то λ₀ = 4 часа + ΔТ, где ΔТ — разность местного декретного времени с московским, а 4 часа — разность московского летнего времени с всемирным.

Исправлять за ослабление света в атмосфере нужно и яркость самих серебристых облаков. Так как они наблюдаются, как правило, при z > 75°, при учете ослабления их света в атмосфере нельзя принимать M(z) = sec z, а надо использовать значения M(z), полученные из описанных выше наблюдений Солнца в ближайший вечер или утро.

Переход от наблюденной яркости серебристых облаков к исправленной за атмосферное ослабление производится по формуле

B₀ = B_н∙p^-M(z) (62)

Для определения таких характеристик серебристых облаков, как альбедо, нужно учитывать еще и атмосферное ослабление лучей Солнца, освещающих серебристые облака (см. § 5, формула (12)). Если величина Т₂, в этой формуле нам теперь известна из наблюдений Солнца и равна

Т₂ = p^M(z

), (63)

то стоящая в той же формуле величина Т_τ (прозрачность атмосферы на пути Солнце — облако) не может быть определена непосредственно из наблюдений и ее нужно уметь рассчитывать.

Световой поток, идущий от Солнца и освещающий серебристые облака, испытывает ослабление не только вследствие рассеяния и поглощения, но и вследствие рефракционного расхождения лучей. Это явление связано с тем, что чем ниже в земной атмосфере проходит луч, тем сильнее он преломляется (рис. 50), и сечение пучка лучей dS расширяется, превращаясь в dS '> dS. Соответственно убывает поток излучения, приходящийся на единицу поверхности, перпендикулярной пучку, т. е. освещенность.

Рис. 50.Схема рефракционного ослабления луча, проходящего через атмосферу Земли.

Нетрудно показать, что отношение освещенности при отсутствии рефракции Е к освещенности Е', искаженной рефракцией, равно[9]

где H_* — шкала высот (см. формулу (2) на с. 16), L — расстояние ВС на рис. 18, равное